Kiihtyvyys vs. nopeus
Kiihtyvyys ja nopeus ovat kaksi peruskäsitettä, joista keskustellaan ruumiiden liikkeessä fysiikassa. Tässä artikkelissa aiomme keskustella mitä kiihtyvyys ja nopeus ovat, niiden määritelmät, yhtäläisyydet ja lopuksi kiihtyvyyden ja nopeuden erot.
Nopeus
Nopeus määritellään kohteen ja kiinteän pisteen välisen siirtymän nopeudeksi. Matemaattisesti puhuttaessa nopeus on dx / dt (luetaan d, dt x) laskennateorioiden mukaan. Se on merkitty myös ẋ: llä. Nopeus on myös kulmanopeuden muotoinen; siinä tapauksessa nopeus on yhtä suuri kuin kulman nopeuden muutos. Sekä lineaarinen nopeus että kulmanopeus ovat vektoreita. Lineaarisella nopeudella on hetkellisen liikkeen suunta, kun taas kulmanopeudella on suunta, joka päätetään korkkiruuvimenetelmällä. Nopeus on relativistinen muunnos, mikä tarkoittaa, että suhteellisuussääntöjä on sovellettava valon nopeuden kanssa yhteensopiviin nopeuksiin. Suhteellinen nopeus on kohteen nopeus suhteessa toiseen esineeseen. Vektorimuodossa tämä kirjoitetaan V as A rel B = V̰ A- V B. V̰ rel on kohteen”a” nopeus kohteeseen “b” nähden. Tavallisesti nopeuskolmiota tai nopeussuuntaista kulmaa käytetään kahden kohteen välisen suhteellisen nopeuden laskemiseen. Nopeuskolmion teoria toteaa, että jos V A rel Earth ja V Earth rel B on merkitty kolmion kahdelle puolelle, joka on verrannollinen suuruuteen ja suuntaan, kolmas viiva osoittaa suhteellisen nopeuden suunnan ja suuruuden.
Kiihtyvyys
Kiihtyvyys määritellään ruumiin nopeuden muutosnopeudeksi. On tärkeää huomata, että kiihtyvyys vaatii aina esineeseen vaikuttavaa nettovoimaa. Tämä kuvataan Newtonin toisessa liikelakissa. Toisessa laissa todetaan, että kehoon kohdistuva nettovoima F on yhtä suuri kuin kehon lineaarisen momentin muutosnopeus. Koska lineaarisen momentin antaa ruumiin massan ja nopeuden tulo eikä massa muutu ei-relativistisessa mittakaavassa, voima on yhtä suuri kuin massa kerrottuna nopeuden muutosnopeudella, joka on kiihtyvyys. Tähän voimaan voi olla useita syitä. Sähkömagneettinen voima, painovoima ja mekaaninen voima ovat muutamia mainitakseni. Lähistöllä olevan massan aiheuttama kiihtyvyys tunnetaan nimellä gravitaatiokiihtyvyys. On huomattava, että jos esineeseen ei kohdistu nettovoimaa,esine ei muuta itsensä nopeutta riippumatta siitä, onko se liikkuva vai paikallaan. Huomaa, että kohteen liike ei vaadi voimaa, mutta kiihtyvyys vaatii aina voimaa.
Mikä on ero kiihtyvyyden ja nopeuden välillä?
• Kiihtyvyys vaatii esineeseen vaikuttavaa nettovoimaa, mutta nopeus ei vaadi tällaista voimaa.
• Jokaisella kiihtyvällä esineellä on nopeus, mutta jokaisella esineellä, jolla on nopeus, ei välttämättä tarvitse olla kiihtyvyyttä.
• Kiihtyvyys vaatii nopeuden suuruuden tai suunnan muutosta.
